IO模塊是一種用于連接計算機系統或控制系統與外部設備之間的接口模塊。數字IO模塊用于處理二進制信號的輸入和輸出，它們可以接收和發送數字信號，通常用于控制邏輯開關、觸發器和其他數字設備。模擬IO模塊用于處理連續型信號的輸入和輸出，它們可以接收和發送模擬信號，通常用于測量和控制溫度、壓力、電壓等連續性參數。本文主要介紹同星帶IO的設備以及在TSMaster軟件中的IO功能操作流程展開。

本文關鍵詞：IO模塊，數字量輸入輸出，模擬量輸入輸出，DIDO，AIAO

目錄

Catalog

1.同星DIO的支持硬件

2. TSMaster 的IO使用流程

3. TSMaster 的IO參數設置

4. TSMaster 的IO小程序函數

5. 應用案例：PWM輸出喚醒ECU

1.

同星DIO的支持硬件

同星TC系列如TC1014Pro、TC1018Pro、TC1034Pro+、TC1038 Pro和TC1055 Pro 具備IO功能，此外Tlog系列如Tlog1002、Tlog1004和Tlog1038也具備IO功能。具體IO通道數量如下：

1.1同星IO設備的技術參數

●DI的輸入電壓范圍為0-40V，基準電壓Vref為0-3.3V，閾值范圍的上限VAH=(330+499*Vref)/1098，閾值范圍下限VAL=0.455*Vref。

●DO的輸出電壓：低電平 0V，高電平 5V/12V（不支持帶負載使用），輸出模式為漏極開路，推挽式；帶過壓保護，輸出頻率最高200kHz。

●AI的輸入電壓范圍為0-39V，輸入阻抗為3.4MΩ，分辨率12bit。

●AO輸出電壓范圍為0-30V，帶過壓保護，分辨率12bit

注：部分型號的參數可能存在出入，以對應設備最新的產品手冊為準。

1.2IO接口的DO輸出模式

同星IO產品的DO輸出模式可設置不同模式，支持分為Push-Pull推挽輸出模式和Open-Drain開漏輸出模式，同時開漏輸出細分為Open-Drain-Pull，Open-Drain-Push模式。

Push-Pull推挽輸出的特點，具有驅動能力強，無靜態功能耗，可以實現高速切換，適用于PWM和時鐘信號輸出。

對于Open-Drain開漏輸出模式，輸出端呈開路狀態，輸出高電平時需依賴外部上拉電阻，具體有電平兼容性，可以通過外部上拉連接到不同的電壓輸出，并支持多設備的線與功能，具體特性如下：

2.

TSMaster 的IO的使用流程

同星帶IO通道的硬件，可以使用TSMaster軟件進行通道選擇與IO配置，如下是TSMaster上的配置操作流程。

▲Step1: 連接帶IO的設備到電腦后，在【硬件】-【通道選擇】中選擇配置所需的DO/DI或AI/AO的通道數量，如圖1。

圖1: IO接口硬件通道選擇

▲Step2: 然后在【硬件】-【總線硬件】，可以選擇相應 IO類型進行輸入輸出的配置。針對不同的IO類型，可以設置數字或模塊輸入的采樣率，數字輸出的模式、電壓和類型等，如圖2。

圖2: IO的配置

▲Step3: 配置完成后，可以在【仿真】-【系統變量】-【內部變量】中查看系統生成的用于觀測和控制的IO系統變量。同時TSMaster提供小程序控制DO輸出的函數，用于DO的程序控制，如圖3。

圖3: IO的內部系統變量

3.

TSMaster 的IO參數設置

3.1 數字輸入參數

采樣率（Hz）: 可選0.001、0.01、0.1、1、10、25、100，如圖4。

圖4: 數字輸入的采樣率設置

當數字輸入DI引腳無電壓輸入時，DI系統變量的值為0；當DI引腳輸入電壓超過閾值，DI系統變量的值變為1，如圖5。

圖5: 數字輸入的系統變量變化

3.2 數字輸出參數

數字輸出的參數設置與設備類型相關，分為TC系列和Tlog記錄儀兩種。其中TC系列的數字輸出可設置普通電平輸出和PWM波輸出。Tlog記錄儀的數字輸出支持設置普通電平輸出。

3.2.1 TC系列數字輸出參數

TC系列的數字輸出，以TC1055Pro為例，支持設置輸出電壓等級、輸出模式和輸出類型，如圖6。

電壓等級Voltage Level: 可選5V/12V

輸出模式Output Mode:

▲Push-Pull：可以主動輸出高電平和低電平，適合高速和大電流的驅動。

▲Open-Drain：只能輸出低電平，高電平需要外部拉電阻實現，適合多設備共享信號線。

▲Open-Drain-Pull：與Open-Drain類似，強調了外部拉高電阻的使用。

▲Open-Drain-Push：可以根據需求通過外部電路增強輸出驅動能力

輸出類型Output Type:

▲General Output: 普通電平輸出

▲PWM Output: 輸出PWM波

圖6: TC系列數字輸出的參數設置

3.2.2Tlog系列數字輸出參數

Tlog系列的數字輸出，支持設置周期性匯報，用于輸出狀態的回讀監測，以Tlog1004為例，如圖7。

周期性匯報（Hz）:0.001、0.01、0.1、1、10、25、100。

圖7: Tlog系列數字輸出的參數設置

3.3 模擬輸入參數

模擬輸入的參數，可以設置采樣率，以TC1014 Pro為例，如圖8。

采樣率（Hz）:0.001、0.01、0.1、1、10、25、100。

圖8: 模擬輸入的參數設置-采樣率

3.4 模擬輸出參數

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4.

TSMaster的IO小程序函數

TSMaster小程序提供了兩個控制DO輸出的函數，分別是：普通電平輸出函數和PWM輸出函數。

其中，普通電平輸出函數如下：

PWM輸出函數如下：

5.

應用案例：PWM輸出喚醒ECU

汽車上有不少ECU采用PWM信號進行喚醒，比如有如下喚醒場景：

●車身控制器喚醒：光照傳感器檢測到光線突變，然后輸出1kHz和70%占空比的PWM波，喚醒BCM控制器開啟車燈；

●電池管理系統報警：當從模塊監測到電池電壓超閾值時，發送固定脈寬PWM信號，喚醒主控BMS ECU進行保護處理。

以下介紹如何基于TC1055Pro的IO模塊和TSMaster配合，輸出PWM波喚醒主控ECU。

▲Step1:查閱ECU的喚醒說明，明確喚醒ECU的時機和IO信號類型，需要在ECU上電后，接收到占空比為20%，頻率為1Hz的PWM波，即可喚醒ECU。

▲Step2:使用DO通道和ECU的喚醒信號接入端連接，將TC1055Pro連接至PC。

▲Step3:在TSMaster通道選擇菜單中，設置DO的應用程序通道與硬件通道，如圖9。

圖9: DO 通道選擇

▲Step4:在硬件配置中，設置DO的輸出電壓為5V，輸出模式為Push-Pull，輸出類型為PWM。如圖10。

圖10: DO參數設置

▲Step5:創建一個C代碼編輯器，并在按鍵事件中創建兩個按鍵事件，分別對應開始輸出PWM和停止輸出PWM。

按鍵事件A，對應開始輸出PWM，如圖11：

圖11: 開始輸出PWM按鍵事件

按鍵事件B，對應停止輸出PWM，如圖12：

圖12: 停止輸出PWM按鍵事件

▲Step6:編譯C小程序，啟動TSMaster工程，按下鍵盤A進行開始輸出PWM給ECU，同時使用示波器觀測輸出PWM波形，如圖13。

圖13: 輸出PWM的示波器監測

按下鍵盤B停止輸出PWM，使用示波器觀測輸出PWM波形，如圖14。

圖14: 停止輸出PWM的示波器監測